RU1835116C

RU1835116C - End-type ac generator

Info

Publication number: RU1835116C
Application number: SU925021343A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Павлович Лисейкин; Георгий Николаевич Худницкий; Юрий Константинович Мисюрев; Юрий Геннадиевич Комышев; Игорь Иванович Хаваев; Владимир Олегович Савельев; Андрей Георгиевич Шуф
Original assignee: Производственное объединение "Московский завод полиметаллов"
Priority date: 1992-01-09
Filing date: 1992-01-09
Publication date: 1993-08-15

Abstract

Использование: электротехника, конструкци электрических машин. Сущность изобретени : торцевой генератор переменного тока с посто нными магнитами содержит ротор, выполненный из двух дисковых магнитолроводов 4, в отверсти х которых размещены посто нные магниты 7 цилиндрической формы, установленные во втулках из немагнитного материала. Диск статора выполнен с отверсти ми, п которых разм - щены катушки обмотки возбуждени 11 с выводами, пропущенными за корпуса генератора дл ссо ощени с коммутационным устройством м их св зи между собой и с потребителем. Между горцами дисковых магнитопроводов ротора 4 и ступицей 3 ротора 1, выполненной из магннтопроводнсго материала, установлены упругие элементы дл регулировани величины воздушных зазоров между статором и ротором. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.Usage: electrical engineering, construction of electrical machines. SUMMARY OF THE INVENTION: an end-face alternating current generator with permanent magnets comprises a rotor made of two disk magnetic circuits 4, in the openings of which there are placed permanent magnets 7 of cylindrical shape mounted in bushings of non-magnetic material. The stator disk is made with holes, on which the coils of the field winding 11 are located, with leads passed through the generator housing to connect with the switching device and communicate with each other and with the consumer. Between the highlanders of the disk magnetic circuits of the rotor 4 and the hub 3 of the rotor 1 made of magnetic conductive material, elastic elements are installed to control the amount of air gaps between the stator and the rotor. 3 C.p. f-ls, 7 ill.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к конструкци м генераторов переменного тока торцевого типа, приводимых , например, ветровым лопастным колесом .The invention relates to electrical engineering, in particular, to designs of end-type alternating current generators driven, for example, by a wind impeller.

Решаема техническа задача заключаетс в упрощении конструкции, в частности в технологическом плане. Достигаемый при этом технический эффект заключаетс в повышении , надежности генератора, удобстве его наладки и сборки и безопасности. При этом конструкци генератора технологична, так как все его элементы требуют лишь простых операций изготовлени .The technical problem to be solved is to simplify the design, in particular in terms of technology. The technical effect achieved in this case consists in increasing the reliability of the generator, the convenience of its adjustment and assembly, and safety. Moreover, the design of the generator is technologically advanced, since all its elements require only simple manufacturing operations.

Технический эффект достигаетс тем, что в торцевом генераторе переменного тока с посто нными магнитами, содержащем приводной вал, на котором жесткой св зью закреплен ротор, представл ющий собой два св занных между собой размещеннойThe technical effect is achieved in that in the end alternator with permanent magnets, containing a drive shaft, on which the rotor is fixed by rigid coupling, which is two interconnected placed

на приводном валу ступицей дисковых маг- нитопроводз, на обращенных друг к другу сторонах которых размещены дискретно расположенные по окружности продольно намагниченные посто нные магниты, статор в виде электроизол ционного диска с обмоткам;1, возбуждени , расположенного с торцевым зазором посто нной величины между двум дисковыми магнитопрозодами и зажатого между двум крышками охватывающего магнитопроводы корпуса, смонтированного на подшипниках на приводном валу, дисковые магнитопроооды св заны с магнитопроводной ступицей м сопр жены между собой торцевыми поверхност ми через упругие элементы дли регулировани величины воздушного торцевого зазора между ротором и статором, посто нные магниты выполнены цилиндрической формы в металлических втулках, размещенных в on the drive shaft, the hub of disk magnetic conductors, on the opposite sides of which longitudinally magnetized permanent magnets are discretely arranged around a circle, a stator in the form of an electrical insulating disk with windings; 1, an excitation located with an end gap of a constant value between two disk by magneto-cores and sandwiched between two covers of a housing enclosing the magnetic circuits mounted on bearings on the drive shaft, the disk magnetic circuits are connected to the magnetic conductor hub are interconnected by end surfaces through elastic elements to control the size of the air end gap between the rotor and stator, permanent magnets are made of cylindrical shape in metal sleeves located in

псжpsg

версти х дисков ротора, катушки возбуждени статора выполнены в виде полых цилин- .дров, размещенных в отверсти х электроизол ционного диска и внешний диаметр каждого из которых в 1,4-1,8 раза больше диаметра посто нного магнита, а выводы обмоток возбуждени пропущены наружу через пазы в боковой части электроизол ционного диска.the versts of the rotor disks, the stator excitation coils are made in the form of hollow cylinders. out through the grooves in the side of the electrical insulating disk.

Кроме того, посто нные магниты во втулках закреплены клеем на основе эпоксидной смолы с отвердителем.In addition, permanent magnets in the bushings are fixed with epoxy-based adhesive with a hardener.

Кроме того, ступица св зана с приводным валом шпоночным соединением и зафиксирована на этом валу между подшипниками качени буртом и распорной втулкой.In addition, the hub is connected to the drive shaft by a keyed connection and is fixed on this shaft between the rolling bearings by a collar and a spacer sleeve.

Кроме того, крышки корпуса выполнены из немагнитного и электроизол ционного материала и снабжены металлическими опбриыми кольцами дл опирани на под- ш -тн /жм качени приводного вала.In addition, the housing covers are made of non-magnetic and electrically insulating material and are equipped with metallic opry rings to support the rolling of the drive shaft.

Роторные и статорный элементы представл ют собой диски с высверленными от- ;;е,зет и ми, в которые легко вставл ютс Mi м обмотки и также легко каждый из них при сыходе из стро может быть замене; .; и ыпопненме этих элементов не требует сложных операций и вл етс :у. работам ;ым производством приемом, Ро- тг р крепитс шпоночным соединением .на попоидном валу с возможностью быстрого демонтажа. Если обратитьс к прототипу, то крепленче этих элементов осуществлено по посадке: в этом .случае соединение нераз- борно. Посадка проводитс как правило с различными температурами элементов. В этом случае имеет место изменение структуры ступицы и нарушение ее однородности с мзгнитопроводами. Профиль дисков не лызыэает завихрений при вращении, что уменьшает потери генератора. Введение в со зь между магнитолроводами и ступицей упругих элементов позвол ет при креплении осуществить одновременную выборку зазора. Выполнение крышек корпуса из немагнитного и электроизол ционного материала исключает поражение током при касании корпуса в случае нарушени выходных проводников обмоток, а также исключает эффект перемагничивани корпуса и как следствие этого потери на вихревые токи.The rotor and stator elements are disks with drilled holes ;; e, zet and mi, into which Mi windings are easily inserted and also easily each of them can be replaced upon failure; .; and on the basis of these elements does not require complex operations and is: y. work; with the production method, the Rotg r is fastened with a key connection. on the popoid shaft with the possibility of quick dismantling. If we turn to the prototype, the stronger these elements are carried out by landing: in this case, the connection is inseparable. Landing is usually carried out with different element temperatures. In this case, there is a change in the structure of the hub and a violation of its homogeneity with the magnetic pipelines. The disk profile does not loose turbulence during rotation, which reduces generator losses. The introduction of elastic elements into the connection between the magnetic conductors and the hub allows for simultaneous sampling of the gap during fastening. The implementation of the housing covers from non-magnetic and electrical insulating materials eliminates electric shock when touching the housing in case of violation of the output conductors of the windings, and also eliminates the effect of magnetization reversal of the housing and, as a result, eddy current loss.

На фиг. 1 дан общий вид торцевого генератора переменного тока с посто нными магнитами, продольный разрез; на фиг. 2 - схема установки магнитов на верхнем маг- нитопроводе; на фиг. 3 - схема установки магнитов на нижнем, магнитопроводе; на фиг. 4 - расположение полюсов магнитов после сборки ротора на ступице; на фиг. 5 статор; на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 5; на фиг. 7 - внешний вид ротора, одного из дисковых магнитопроводов.In FIG. 1 shows a general view of the end alternator with permanent magnets, a longitudinal section; in FIG. 2 is a diagram of the installation of magnets on the upper magnetic circuit; in FIG. 3 is a diagram of the installation of magnets in the lower magnetic circuit; in FIG. 4 - the location of the poles of the magnets after assembling the rotor on the hub; in FIG. 5 stator; in FIG. 6 is a section AA in FIG. 5; in FIG. 7 - the appearance of the rotor, one of the disk magnetic circuits.

Торцевой генератор содержит привод- ной вал 1, св зываемый, например, с вет- родвижителем, несущий подшипники качени 2. На валу 1 шпоночным соединением смонтирована магнитопроводна ступица 3, вл юща с опорой дл ротора,The end generator comprises a drive shaft 1, which is coupled, for example, with a wind turbine, bearing rolling bearings 2. A magnetic hub 3 is mounted on the shaft 1 by key connection, which supports the rotor,

представл ющего собой два дисковых маг- нитопровода 4, закрепленных на ступице. Между торцевыми поверхност ми магнитопроводов в месте их сопр жени между собой и со ступицей установлены упругиеconsisting of two disk magnetic wires 4 mounted on a hub. Between the end surfaces of the magnetic cores in the place of their interface with each other and with the hub, elastic

5 элементы 5. Упругие элементы 5 раздел ют магнитопроводную систему на отдельные изолированные части, снижа тем самым вибрационные процессы и резонансный эффект из-за возможной разбалансировки, и5 elements 5. The elastic elements 5 divide the magnetic circuit system into separate isolated parts, thereby reducing the vibration processes and resonance effect due to possible imbalance, and

0 обеспечивают при зат жке крепежа выборку воздушного торцевого зазора, не наруша при этом целостность и замкнутость магнитопроводного контура. В магнитопро- водах (см.фиг. 7) выполнены по окружности0 provide, when tightening the fasteners, a sample of the air end gap, without violating the integrity and isolation of the magnetic circuit. In magnetic conductors (see Fig. 7) are made around the circumference

5 отверсти 6 дл размещени в них магнитов 7, смонтированных во втулках 8 из немаг- .нитного материала. Посто нные магниты 7 креп тс во втулках любым способом, например приклеиваютс клеем на основе5 holes 6 for receiving magnets 7 mounted therein in bushings 8 of non-magnetic material. Permanent magnets 7 are mounted in the bushings in any way, for example, glued with adhesive based

0 эпоксидной смолы и отвердител . Это позвол ет иметь легко монтируемый и демонтируемый при ремонте узел. Магниты во втулках не имеют выступающих частей по отношению к магнитопроводу, что уменьша5 ет вихревые потери при вращении ротора. , Статор (см.фиг. 5, 6) 9 также представл ет собой диск из электроизол ционного материала с отверсти ми 10 дл обмоток возбуждени 11 и пазом 12 дл пропуска0 epoxy and hardener. This makes it possible to have an assembly that can be easily mounted and dismounted during repair. The magnets in the bushings do not have protruding parts with respect to the magnetic circuit, which reduces the eddy losses during rotation of the rotor. , The stator (see Fig. 5, 6) 9 is also a disk of electrical insulation material with holes 10 for the field windings 11 and a groove 12 for passage

0 выводов обмоток наружу за боковую стенку корпуса. Обмотки возбуждени выполн ютс цилиндрическими, легко монтируемыми в отверсти . Выводы всех обмоток пропускаютс наружу дл последующего их сое5 динени коммутирующим устройством (не показан) в параллельном или последовательном или ином режимах работы.0 leads of the windings outward for the side wall of the housing. Field windings are cylindrical, easily mounted in holes. The terminals of all the windings are passed outward for subsequent connection by a switching device (not shown) in parallel or sequential or other modes of operation.

Статор 9 зажат между двум крышками 13, выполненными из немагнитного и элек0 троизол ционного материала и в сборе образующими корпус генератора. Крышки 13 несут металлические 14 дл опирани на подшипники качени 2 приводного вала 1.The stator 9 is sandwiched between two covers 13 made of non-magnetic and electrical insulating material and assembled to form a generator housing. The covers 13 carry metal 14 to support the rolling bearings 2 of the drive shaft 1.

5 Расположение посто нных магнитов по магнитопроводам и после сбора ротора показано на фиг. 2-4.5 The arrangement of permanent magnets along the magnetic cores and after the assembly of the rotor is shown in FIG. 2-4.

Внешний диаметр обмотки возбуждени выбираетс из услови , что он должен быть в 1.4-1.8 раза больше диаметра посто нного магнита. Это условие определено созданием перекрыти полюсов и сведением к минимуму изменени индукции под полюсом , а также получением приемлемой формы кривой ЭДС.The external diameter of the field winding is selected so that it should be 1.4-1.8 times larger than the diameter of the permanent magnet. This condition is determined by creating overlapping poles and minimizing changes in induction under the pole, as well as obtaining an acceptable shape of the EMF curve.

Ступица зафиксирована на приводном валу 1 между подшипниками 2 буртом 15 и распорной втулкой 16. Таким образом обеспечиваетс при сборке фиксированное положение магнитопроводной ступицы 3, вл ющейс базой, дл магнитопроводов при формировании воздушного зазора.The hub is fixed on the drive shaft 1 between the bearings 2 by a collar 15 and the spacer sleeve 16. Thus, during assembly, a fixed position of the magnetic core 3, which is the base, is provided for the magnetic cores when forming an air gap.

Торцевой генератор переменного тока с посто нными магнитами работает следующим образом.A permanent alternating current generator with permanent magnets operates as follows.

При вращении приводного вала 1, а вместе с ним и ротора с посто нными магнитами в каждом проводнике обмоток статора индуцируетс ЭДС. Процесс работы генера- тора ничем не отличаетс от работы прото- типа или другой известной генераторной машины синхронного типа.During rotation of the drive shaft 1, and with it the rotor with permanent magnets, an EMF is induced in each conductor of the stator windings. The operation of the generator is no different from the operation of a prototype or other known synchronous type generator machine.

При том же характере работы генератора , что и в прототипе, однако, конструкци генератора более технологична. Изменение креплени магнитопроводов на ступице, посто нных магнитов и обмоток возбуждени в соответствующих им элементах генератора облегчает не только сборку, но и ремонтные операции по замене вышедших из стро элементов.With the same operation of the generator as in the prototype, however, the design of the generator is more technologically advanced. Changing the mounting of magnetic cores on the hub, permanent magnets and field windings in their corresponding generator elements facilitates not only assembly but also repair operations to replace failed elements.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION 1. A face alternator comprising a housing, a drive shaft, on which a rotor is rigidly mounted, made in the form of two interconnected disk magnetic circuits and axially magnetized permanent magnets that are discretely arranged circumferentially facing one another sides of the magnetic wires, the stator in the form of a disk of electric ./

insulating material with coils of the working winding with leads, which is installed with end gaps between the disk magnetic circuits of the rotor and clamped by the covers of the housing covering the rotor and stator, characterized in that that it is equipped with elastic elements for regulating the amount of air gaps between the rotor and the stator and bushings of non-magnetic material, disk magnes. rotor conductors and the stator disk are made with holes, and through grooves are made in the lateral surface of the stator disk, permanent magnets are made of cylindrical shape and installed in bushings of non-magnetic material in the holes of the rotor magnetic circuits, the field winding coils are made in the form of hollow cylinders and placed in openings of the stator disk, while the outer diameter of the coils of the working winding exceeds the diameter of the permanent magnets by 1.4-1.8 times, and the conclusions of the coils of the working winding are passed through the grooves of the stator disk beyond s generator housing.

2. The generator according to claim 1, characterized in that the permanent magnets are fixed in the bushings rigidly.

3. The generator according to claim 1, characterized in that it is provided with a spacer sleeve and a collar for fixing the position of the hub between the rolling bearings, and with the drive shaft the rotor is connected by keyway.

4. The generator according to claim 1, characterized in that the housing covers are made of non-magnetic electrical insulating material and provided with metal support rings in contact with the bearings.

2/4 3 ff q d 7

/ L /

flf 3

t /

thirteen

phi &. 1

Ј

t

Editor

Compiled by V. Liseikin

Tehred M. Morgenthal Corrector N. Revska

1835116